BRPI1004970A2 - Mineral fluid paste and Method for preparing a mineral fluid paste - Google Patents
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Abstract
PASTA FLUIDA MINERAL, E, MÉTODO PARA PREPARAR UMA PASTA FLUIDA MINERAL. Uma nova classe de compostos, isto é, diamino álcoois, é descrito, junto com um processo para a sua produção e seu uso como modificadores de reologia em pastas fluidas minerais sólidas altas, tais como pastas fluidas de argila de caulim.MINERAL FLUID FOLDER, AND METHOD FOR PREPARING A MINERAL FLUID FOLDER. A new class of compounds, ie diamino alcohols, is described, together with a process for their production and use as rheology modifiers in high solid mineral slurries such as kaolin clay slurries.
Description
"PASTA FLUIDA MINERAL, E, MÉTODO PARA PREPARAR UMA PASTA FLUIDA MINERAL" Campo da Invenção"MINERAL FLUID FOLDER, AND METHOD FOR PREPARING A MINERAL FLUID FOLDER" Field of the Invention
A presente invenção diz respeito a uma nova classe de compostos, isto é, diamino-álcoois, um processo para produzir os mesmos, e seu uso como modificadores de reologia em pastas fluidas minerais sólidas superiores. Fundamentos da InvençãoThe present invention relates to a new class of compounds, i.e. diamino alcohols, a process for producing them, and their use as rheology modifiers in higher solid mineral slurries. Background of the Invention
Os compostos de amina simples são conhecidos por fornecer propriedades neuralizantes, dispersantes e endurecedoras quando adicionados a revestimentos, pastas fluidas minerais e formulação epóxi. Os métodos para a fabricação de composto de amina simples são bem documentados e conhecidos na técnica e quando o objetivo é preparar aminas primárias, as vias preferidas freqüentemente envolvem compostos de nitroálcool intermediários. Por várias razões, deve ser vantajoso ter compostos com mais do que um grupo amino e teor de composto orgânico volátil ("VOC").Single amine compounds are known to provide neuralizing, dispersing and hardening properties when added to coatings, mineral slurries and epoxy formulation. Methods for making single amine compounds are well documented and known in the art and when the goal is to prepare primary amines, preferred routes often involve intermediate nitroalcohol compounds. For various reasons, it should be advantageous to have compounds with more than one amino group and volatile organic compound ("VOC") content.
Os compostos orgânicos voláteis são compostos químicos orgânicos que têm pressões de vapor altas o bastante sob condições normais (isto é, 1 atmosfera e 25°C) para vaporizar significantemente e entrar na atmosfera. Estes incluem uma variedade de produtos químicos, muitos dos quais têm efeitos de saúde adversos e são emitidos por uma ampla variedade de produtos que incluem mas não são limitados a: tintas e vernizes, retiradores de tinta, suprimentos de limpeza, pesticidas, materiais de construção e mobílias, equipamento de escritório tais como copiadoras e impressoras, fluidos de correção e papel copiador sem carbono, materiais gráficos e craft incluindo colas e adesivos, marcadores permanentes e soluções fotográficas. A minimização de teor de VOC tornou-se foco de atenção pública bem como regulação do governo.Volatile organic compounds are organic chemical compounds that have vapor pressures high enough under normal conditions (ie 1 atmosphere and 25 ° C) to significantly vaporize and enter the atmosphere. These include a variety of chemicals, many of which have adverse health effects and are emitted by a wide variety of products that include but are not limited to: paints and varnishes, paint strippers, cleaning supplies, pesticides, building materials. and furniture, office equipment such as copiers and printers, correction fluids and carbonless copier paper, graphic and craft materials including glues and adhesives, permanent markers and photographic solutions. Minimizing VOC content has become a focus of public attention as well as government regulation.
Os processos para a fabricação dos compostos de nitroálcool intermediários, são conhecidos e tipicamente envolvem a reação de nitroaldol (Reação de Henry) entre nitroalcanos e aldeídos. Existe referência ocasional à preparação de dinitro álcoois que envolve uma adição de Michael tandem e Reação de Henry de um nitroalcano com um a,33-insaturado aldeído. Por exemplo, ver "Secondary dinitro alcohols," Smith, Curtis W. (Shell Development Co.) 1949 e Patente U. S. No. 2,475,996, que descreve a fabricação do nitro álcool 2,5,6-trimetil-2,6-dinitro-3-heptanol. Este nitro álcool também é preferido como um intermediário para a fabricação de um inibidor de vasopeptidase, como debatido em Efficient Asymmetric Synthesis of the Vasopeptidase Inhibitor BMS-189921 de Janak Singh et al., Org. Lett. (2003), 5, 17, 3155-3158. Além disso, a fabricação do composto de nitro álcool 2,6-dinitro-5-fenil-heptan-3-ol foi descrito em David St. Clair Black et. al. Australian Journal of Chemistry, 1976, 29(11), 2511. Também é bem estabelecido, os compostos de nitro álcool podem ser facilmente convertidos aos compostos de aminoálcool pela hidrogenação com o hidrogênio em um catalisador adequado, por exemplo níquel de Raney ou um catalisador com base em platina ou paládio (Pt ou Pd na forma elementar ou como óxidos, com ou sem suportes, por exemplo, carbono). Aqueles habilitados na técnica também estão cientes que outros agentes redutores que reduzirão nitroalcanos a aminas primárias incluem combinações de metal/ácido, por exemplo, ferro/ácido acético e hidretos de alumínio. Os agentes redutores preferidos incluem gás hidrogênio em combinação com qualquer um dos catalisadores: níquel de Raney, platina ou paládio.Processes for the manufacture of intermediate nitroalcohol compounds are known and typically involve the reaction of nitroaldol (Henry's reaction) between nitroalkanes and aldehydes. There is occasional reference to the preparation of dinitro alcohols involving a Michael tandem addition and Henry's reaction of a nitroalkane with an α, 33-unsaturated aldehyde. For example, see "Secondary dinitro alcohols," Smith, Curtis W. (Shell Development Co.) 1949 and US Patent No. 2,475,996, which describes the manufacture of 2,5,6-trimethyl-2,6-dinitro nitro alcohol. 3-heptanol. This nitro alcohol is also preferred as an intermediate for the manufacture of a vasopeptidase inhibitor, as discussed in Janak Singh et al., Org. Lett, Efficient Asymmetric Synthesis of the Vasopeptidase Inhibitor BMS-189921. (2003), 5, 17, 3155-3158. In addition, the manufacture of the 2,6-dinitro-5-phenyl-heptan-3-ol nitro alcohol compound has been described in David St. Clair Black et. al. Australian Journal of Chemistry, 1976, 29 (11), 2511. Also well established, nitro alcohol compounds can be easily converted to amino alcohol compounds by hydrogenation with hydrogen in a suitable catalyst, for example Raney nickel or a catalyst. based on platinum or palladium (Pt or Pd in elemental form or as oxides, with or without supports, eg carbon). Those skilled in the art are also aware that other reducing agents that will reduce nitroalkanes to primary amines include metal / acid combinations, for example iron / acetic acid and aluminum hydrides. Preferred reducing agents include hydrogen gas in combination with any of the catalysts: Raney nickel, platinum or palladium.
Os compostos de diaminoálcool e seus usos, por outro lado, são representados de maneira não corrente na técnica anterior.Diamino alcohol compounds and their uses, on the other hand, are not commonly represented in the prior art.
Os compostos de diaminoálcool descritos neste desempenharão excelentemente como dispersantes em sistemas de pasta fluida mineral, particularmente em pastas fluidas aquosas de argila de caulim tendo teor de sólidos altos (isto é, mais do que 50 % em peso de sólidos) enquanto mantém-se a fluidez necessária para o manuseio. O caulim calcinado é um silicato de alumínio anidro produzido pela calcinação (aquecimento) de material de caulim natural ultrafino em altas temperaturas (700°C a IOOO0C) em uma estufa. O processo de calcinação branqueia e endurece, melhora as propriedades elétricas e altera o tamanho e a forma das partículas de caulim. O caulim calcinado é útil para melhorar as propriedades térmicas de películas agrícolas, melhora o desempenho elétrico do cabo de cloreto de poli(vinila), fornecendo um enchedor funcional em materiais termoplásticos e como um aditivo para melhorar a opacidade em tintas.The diamino alcohol compounds described herein will perform excellently as dispersants in mineral slurry systems, particularly in aqueous kaolin clay slurry having high solids content (i.e. more than 50 wt% solids) while maintaining fluidity required for handling. Calcined kaolin is an anhydrous aluminum silicate produced by the calcination (heating) of ultrafine natural kaolin material at high temperatures (700 ° C to 100 ° C) in a greenhouse. The calcination process whitens and hardens, improves electrical properties and alters the size and shape of kaolin particles. Calcined kaolin is useful for improving the thermal properties of agricultural films, improving the electrical performance of polyvinyl chloride cable, providing a functional filler in thermoplastic materials and as an additive for improving opacity in paints.
Até hoje, os sais de poliacrilato foram utilizados como agentes dispersantes em pastas fluidas minerais, tais como argilas de caulim, para comunicar fluidez, visto que o sistema não fluirá na ausência de um agente dispersante. Os sais de poliacrilato têm boas características de manuseio e segurança, mas apenas permitiram que as capacidades de dispersão limitadas como o teor de sólidos fossem aumentadas. As diaminas simples, tais como etilenodiamina têm limitações reológicas quando os carregamentos sólidos superiores são encontrados, enquanto as diaminas de cadeia mais longa tornam-se altamente coloridas e têm um odor muito ofensivo. Os aminoálcoois simples, tais como 2-amino-2-metil-l-propanol (AMP), não têm um grau alto de adsorção à superfície de argila calcinada e têm eficiência baixa como tratamentos de superfície ou dispersantes simples. Existe uma necessidade quanto a novos agentes dispersantes que podem fornecer pastas fluidas de argila de caulim aquosas (preferivelmente, pastas fluidas de argila de caulim calcinadas) têm sólidos superiores (>50 % de sólidos). É um outro objetivo desta invenção para fornecer pastas fluidas de argila calcinada aquosas sólidas superiores que são suficientemente fluida e não requerem tecnologias dispersantes múltiplas que não atingem o nível desejado de fluidez em carregamento de sólidos aumentado. Sumário da InvençãoTo date, polyacrylate salts have been used as dispersing agents in mineral slurries, such as kaolin clays, to communicate flowability, as the system will not flow in the absence of a dispersing agent. Polyacrylate salts have good handling and safety characteristics, but only allowed limited dispersion capacities such as solids content to be increased. Single diamines such as ethylenediamine have rheological limitations when higher solid loads are encountered, while longer chain diamines become highly colored and have a very offensive odor. Simple amino alcohols, such as 2-amino-2-methyl-1-propanol (AMP), do not have a high degree of adsorption to the calcined clay surface and have low efficiency as simple surface treatments or dispersants. There is a need for new dispersing agents which can provide aqueous kaolin clay slurry (preferably calcined kaolin clay slurry) have higher solids (> 50% solids). It is another object of this invention to provide superior solid aqueous calcined clay slurries that are sufficiently fluid and do not require multiple dispersing technologies that do not achieve the desired level of flowability in increased solids loading. Summary of the Invention
A presente invenção fornece uma pasta fluida mineral que compreende: (a) 40 a 55 % em peso de água; (b) 45 a 58 % em peso de um material de argila particulado sólido e (c) até 2 % em peso de um composto de diamino álcool tendo a fórmula:The present invention provides a mineral slurry comprising: (a) 40 to 55% by weight of water; (b) 45 to 58% by weight of a solid particulate clay material and (c) up to 2% by weight of a diamino alcohol compound having the formula:
-CH2OH; Ri é independentemente hidrogênio, alquila ou -CH2OH; alternativamente, R e R1 podem ser ligados juntos para formar um cicloalquila; R2 é independentemente hidrogênio, metila, alquila, fenila ou fenila substituída; R3 é independentemente hidrogênio, alquila, fenila ou fenila substituída ou -CH2OH; R4 é independentemente hidrogênio, alquila ou -CH2OH e alternativamente, R3 e R4 podem ser ligados juntos para formar um cicloalquila; em que todas as porcentagens em peso são fundamentadas no peso total da pasta fluida mineral.-CH 2 OH; R 1 is independently hydrogen, alkyl or -CH 2 OH; alternatively R and R 1 may be linked together to form a cycloalkyl; R 2 is independently hydrogen, methyl, alkyl, phenyl or substituted phenyl; R 3 is independently hydrogen, alkyl, phenyl or substituted phenyl or -CH 2 OH; R 4 is independently hydrogen, alkyl or -CH 2 OH and alternatively R 3 and R 4 may be linked together to form a cycloalkyl; wherein all weight percentages are based on the total weight of the mineral slurry.
O material de argila particulado sólido pode compreender argila, por exemplo, sem limitação argila de caulim. Descrição Detalhada da InvençãoThe solid particulate clay material may comprise clay, for example, without limitation kaolin clay. Detailed Description of the Invention
Uma classe nova e útil de composto amino, isto é, diamino álcoois, verificou-se, juntos com os processos para a sua fabricação. Estes compostos são produzidos por Reação de Michael e de Reação tandem de nitroalcano com um ou mais aldeídos α,β-insaturados e, opcionalmente, pós- reagido com um aldeído tal como formaldeído. Como um resultado, os compostos de diaminoálcool produzidos têm grupos amina primários, preferivelmente ligados aos átomos de carbono terciários, com teor baixo dos compostos orgânicos voláteis (VOCs). Estes podem ser representados pela seguinte fórmula:A new and useful class of amino compound, ie diamino alcohols, has been found, together with the processes for their manufacture. These compounds are produced by Michael Reaction and Nitroalkane Tandem Reaction with one or more α, β-unsaturated aldehydes and optionally post-reacted with an aldehyde such as formaldehyde. As a result, the diamino alcohol compounds produced have primary amino groups, preferably bonded to tertiary carbon atoms, with low volatile organic compounds (VOCs) content. These can be represented by the following formula:
R2 OHR2 OH
em que R é independentemente hidrogênio, alquila, arila ou em que R é independentemente hidrogênio, alquila, arila ou - CH2OH; Ri é independentemente hidrogênio, alquila ou -CH2OH; alternativamente, R e Ri podem ser ligados juntos para formar um cicloalquila; R2 é independentemente hidrogênio, metila, alquila, fenila ou fenila substituída; R3 é independentemente hidrogênio, alquila, fenila ou fenila substituída ou -CH2OH; R4 é independentemente hidrogênio, alquila ou -CH2OH e alternativamente, R3 e R4 podem ser ligados juntos para formar um cicloalquila.wherein R is independently hydrogen, alkyl, aryl or wherein R is independently hydrogen, alkyl, aryl or -CH 2 OH; R 1 is independently hydrogen, alkyl or -CH 2 OH; alternatively, R 1 and R 1 may be linked together to form a cycloalkyl; R 2 is independently hydrogen, methyl, alkyl, phenyl or substituted phenyl; R 3 is independently hydrogen, alkyl, phenyl or substituted phenyl or -CH 2 OH; R 4 is independently hydrogen, alkyl or -CH 2 OH and alternatively R 3 and R 4 may be linked together to form a cycloalkyl.
A categoria precedente de diamino álcoois inclui vários graus de poli-álcoois ("polióis") bem como diamino mono-álcoois simples. Os diamino mono-álcoois mais simples devem ter a seguinte fórmula:The foregoing category of diamino alcohols includes various grades of polyalcohols ("polyols") as well as single diamino monoalcohols. The simplest diamino mono alcohols should have the following formula:
em que R é independentemente hidrogênio, alquila, fenila ou fenila substituída; Rj é independentemente hidrogênio ou alquila; alternativamente, R e Ri podem ser ligados juntos para formar um cicloalquila; R2 é independentemente hidrogênio, alquila ou fenila ou fenila substituído; R3 é independentemente hidrogênio, alquila ou arila; R4 é independentemente hidrogênio ou alquila e alternativamente, R3 e R4 podem ser ligados juntos para formar um cicloalquila.wherein R is independently hydrogen, alkyl, phenyl or substituted phenyl; R1 is independently hydrogen or alkyl; alternatively, R 1 and R 1 may be linked together to form a cycloalkyl; R2 is independently hydrogen, alkyl or phenyl or substituted phenyl; R3 is independently hydrogen, alkyl or aryl; R 4 is independently hydrogen or alkyl and alternatively R 3 and R 4 may be linked together to form a cycloalkyl.
Os diamino mono-álcoois da presente invenção podem ser produzidos pela reação de um nitroalcano e um aldeído α,β-insaturado que produz um composto de dinitro álcool intermediário. Esta reação é tipicamente operada em temperaturas entre O0C e IOO0C sob pressão atmosférica, por exemplo, sem limitação entre 0°C e 50°C. Os requerentes observaram surpreendente e convenientemente que esta reação precede seqüencialmente com a adição de Michael de nitroalcano à olefina que ocorre primeiro, seguido pela reação de aldol (Henry) em que o segundo nitroalcano é adicionado ao aldeído, para produzir uma espécie simples de intermediário de dinitro mono-álcool.The diamino mono alcohols of the present invention may be produced by the reaction of a nitroalkane and an α, β-unsaturated aldehyde that produces an intermediate dinitro alcohol compound. This reaction is typically operated at temperatures between 0 ° C and 100 ° C under atmospheric pressure, for example without limitation between 0 ° C and 50 ° C. Applicants have surprisingly and conveniently observed that this reaction sequentially precedes the addition of Michael of nitroalkane to the first occurring olefin, followed by the aldol (Henry) reaction in which the second nitroalkane is added to the aldehyde to produce a simple species of intermediate. monoalcohol dinitro.
O nitroalcano pode ser um nitroalcano primário ou secundário tendo a fórmula:The nitroalkane may be a primary or secondary nitroalkane having the formula:
NO2NO2
em que R é hidrogênio, R1 é hidrogênio, alquila, fenila ouwhere R is hydrogen, R1 is hydrogen, alkyl, phenyl or
fenila substituída ou em que R é alquila, fenila ou fenila substituído, e R1 é alquila ou R e R1 podem ser ligados juntos para formar um cicloalquila. Por exemplo, sem limitação, nitrometano, nitroetano, 2-nitropropano, nitrocicloexano etc. são todos nitroalcanos adequados para o uso como materiais de partida para preparar os compostos de diaminoálcool de acordo com a presente invenção. Mais particularmente, o nitroalcano primário ou secundário pode ser um nitroalcano CrC2O, um nitroalcano CrCio ou ainda um nitroalcano C2-C6·substituted phenyl or wherein R is alkyl, phenyl or substituted phenyl, and R 1 is alkyl or R and R 1 may be linked together to form a cycloalkyl. For example, without limitation, nitromethane, nitroethane, 2-nitropropane, nitrocyclohexane, etc. They are all nitroalkanes suitable for use as starting materials for preparing the diamino alcohol compounds of the present invention. More particularly, the primary or secondary nitroalkane may be a C1 -C20 nitroalkane, a C1 -C10 nitroalkane or a C2 -C6 nitroalkane ·
Os aldeídos α,β-insaturados adequados têm a seguinteSuitable α, β-unsaturated aldehydes have the following
fórmula:formula:
HH
em que R é hidrogênio, metila (alquila), fenila ou fenila substituída. Os aldeídos insaturados incluem, mas não são limitados a, acroleína, crotonaldeído, cinamaldeído, derivados de cinamaldeído substituído no anel aromático, etc.wherein R is hydrogen, methyl (alkyl), phenyl or substituted phenyl. Unsaturated aldehydes include, but are not limited to, acrolein, crotonaldehyde, cinnamaldehyde, aromatic ring substituted cinnamaldehyde derivatives, etc.
A reação de Michael-Henry seqüencial precedente entre o nitroalcano e aldeído insaturado ocorre na presença de um catalisador adequado que inclui, mas não limitado a, bases orgânicas, tais como 1,8- Diazabiciclo[5.4.0]undec-7-eno ("DBU"), 2-dimetilamino-2-metil-l-propanol ("DMAMP"), trimetilamina (TMA), dimetilisopropilamina (DMIPA), Ν,Ν,Ν',Ν'-tetrametilguanidina (TMG), base de Verkade, etc. Alternativamente, as bases inorgânicas, tais como carbonato de potássio, e hidróxido de sódio também podem ser usados como catalisadores para a reação de Michael-Henry seqüencial descrita acima.The preceding sequential Michael-Henry reaction between nitroalkane and unsaturated aldehyde occurs in the presence of a suitable catalyst that includes, but is not limited to, organic bases such as 1,8-Diazabicyclo [5.4.0] undec-7-eno ( "DBU"), 2-dimethylamino-2-methyl-1-propanol ("DMAMP"), trimethylamine (TMA), dimethylisopropylamine (DMIPA), Ν, Ν, Ν ', Ν'-tetramethylguanidine (TMG), Verkade base , etc. Alternatively, inorganic bases such as potassium carbonate and sodium hydroxide may also be used as catalysts for the sequential Michael-Henry reaction described above.
Os materiais de partida são fornecidos em uma razão molar de nitroalcano a aldeído de tipicamente 2:1. A reação pode ser realizada com ou sem um solvente, de acordo com a preferência do prático. Os solventes adequados incluem, mas não são limitados a tetraidrofurano, 2- metiltetraidrofurano, dioxano.Starting materials are provided in a typically 2: 1 molar ratio of nitroalkane to aldehyde. The reaction may be carried out with or without a solvent, according to the practitioner's preference. Suitable solvents include, but are not limited to tetrahydrofuran, 2-methyl tetrahydrofuran, dioxane.
Quando o produto desejado é um composto de diamino poli- álcool, o (1) nitroalcano é um nitroalcano primário e o processo para a produção do composto de diamino poli-álcool ainda compreende, após reagir o (1) nitroalcano primário e (2) aldeído α,β-insaturado, mas antes de reduzir o nitro álcool resultante, ainda reage o nitro álcool resultante com (3) um aldeído, tal como formaldeído, para formar um composto de dinitro poli- álcool, que, então, ainda é reduzido sob condições de hidrogenação e na presença de um catalisador.When the desired product is a polyamino diamino compound, (1) nitroalkane is a primary nitroalkane and the process for producing the diamino polyalcohol compound further comprises, after reacting (1) primary nitroalkane and (2) α, β-unsaturated aldehyde, but before reducing the resulting nitro alcohol, the resulting nitro alcohol still reacts with (3) an aldehyde, such as formaldehyde, to form a polyalcohol dinitro compound, which is then further reduced. under hydrogenation conditions and in the presence of a catalyst.
Mais particularmente, a produção de compostos de diamino poli-álcool (poliol) procede como segue: (A) reagir (1) um nitroalcano primário e (2) um aldeído α,β-insaturado para formar um dinitroálcool; (B) ainda reage o dinitroálcool com (3) um aldeído, tal como formaldeído, para formar um dinitro poli-álcool (por exemplo, um produto de dinitro-diálcool ou dinitro-triálcool) e (C) então, ainda reduzir o produto de dinitro poli-álcool ao produto de diamino poli-álcool correspondente sob condições de hidrogenação, na presença de um catalisador. A reação é realizada sob condições em que a adição de Michael do nitroalcano ocorre mais rapidamente do que a Reação de Henry (isto é, temperaturas entre O0C e IOO0C sob pressão atmosférica, por exemplo, sem limitação, entre O0C e 50°C), permitindo que as reações seqüenciais produzam o dinitro poli-álcool. O (1) nitroalcano e o (2) aldeído são fornecidos em uma razão molar de 2:1 durante a primeira etapa de reação que produz o dinitro álcool. O nitroalcano primário pode ser um nitroalcano C1-C20 primário, por exemplo, sem limitação, um nitroalcano CrCi0 primário. O aldeído α,β-insaturado pode ser selecionado do grupo que consiste de: acroleína, crotonaldeído, cinamaldeído e derivados de cinamaldeído substituído no anel aromático.More particularly, the production of diamino polyalcohol (polyol) compounds proceeds as follows: (A) reacting (1) a primary nitroalkane and (2) an α, β-unsaturated aldehyde to form a dinitroalcohol; (B) further reacts dinitroalcohol with (3) an aldehyde, such as formaldehyde, to form a polyalcoholic dinitro (e.g., a dinitroalcohol or dinitroalcoalcohol product) and (C) then further reduce the product. from dinitro polyalcohol to the corresponding diamino polyalcohol product under hydrogenation conditions in the presence of a catalyst. The reaction is carried out under conditions where Michael's addition of nitroalkane occurs more rapidly than Henry's reaction (ie temperatures between 0 ° C and 100 ° C under atmospheric pressure, for example, without limitation, between 0 ° C and 50 ° C), allowing sequential reactions to produce polyalcohol dinitro. (1) Nitroalkane and (2) aldehyde are supplied at a 2: 1 molar ratio during the first reaction step that produces dinitro alcohol. The primary nitroalkane may be a primary C1-C20 nitroalkane, for example, without limitation, a primary C1 -C20 nitroalkane. Α, β-unsaturated aldehyde may be selected from the group consisting of: acrolein, crotonaldehyde, cinnamaldehyde and aromatic ring substituted cinnamaldehyde derivatives.
aldeído, tal como formaldeído, ocorre após a finalização da reação para formar o nitro álcool foi confirmada (por exemplo, tal como por métodos analíticos conhecido por pessoas de habilidade comum na técnica que inclui, mas não limitado a, cromatografia gasosa ou cromatografia líquida de alto desempenho). A razão do formaldeído ao dinitro álcool é tipicamente 2:1 para esta etapa de reação seqüencial. Novamente, esta reação pode ser realizada ' com ou sem o solvente, de acordo com a preferência do prático, tal como, sem limitação, tetraidrofurano, 2-metiltetraidrofurano, dioxano.Aldehyde, such as formaldehyde, occurs after completion of the reaction to form nitro alcohol has been confirmed (for example, as by analytical methods known to persons of ordinary skill in the art including, but not limited to, gas chromatography or liquid chromatography). high performance). The ratio of formaldehyde to dinitro alcohol is typically 2: 1 for this sequential reaction step. Again, this reaction may be carried out with or without the solvent, as preferred by the practitioner, such as, without limitation, tetrahydrofuran, 2-methyl tetrahydrofuran, dioxane.
reação de Michael-Henry seqüencial descrita acima tem a seguinte fórmula:The sequential Michael-Henry reaction described above has the following formula:
A reação subsequente do dinitro álcool com um segundoThe subsequent reaction of dinitro alcohol with a second
O composto de dinitro álcool intermediário produzido pelaThe dinitro intermediate alcohol compound produced by
R4 R3R4 R3
R R1R R1
R2 OHR2 OH
em que R é independentemente hidrogênio, alquila, arila, ou - CH2OH; R1 é independentemente hidrogênio, alquila, ou -CH2OH; • 1 O alternativamente, ReR pode ser ligado junto para formar um cicloalquila; R é independentemente hidrogênio, metila, alquila, fenila ou fenila substituída; R3 é independentemente hidrogênio, alquila, arila, ou -CH2OH; R4 é independentemente hidrogênio, alquila, ou -CH2OH e alternativamente, R3e R4pode ser ligado junto para formar um cicloalquila.wherein R is independently hydrogen, alkyl, aryl, or -CH 2 OH; R 1 is independently hydrogen, alkyl, or -CH 2 OH; Alternatively, ReR may be linked together to form a cycloalkyl; R is independently hydrogen, methyl, alkyl, phenyl or substituted phenyl; R 3 is independently hydrogen, alkyl, aryl, or -CH 2 OH; R 4 is independently hydrogen, alkyl, or -CH 2 OH and alternatively, R 3 and R 4 may be bonded together to form a cycloalkyl.
Em uma forma de realização particular, o nitroalcano é 2- nitropropano e o a, β-aldeído insaturado é crotonaldeído ou cinamaldeído, que pode produzir um composto de monoálcool dinitro.In a particular embodiment the nitroalkane is 2-nitropropane and the unsaturated α, β-aldehyde is crotonaldehyde or cinnamaldehyde, which may produce a dinitro monoalcohol compound.
O intermediário de dinitro álcool, se mono- ou poli-álcool, é então ainda reduzido sob condições de hidrogenação na presença de um catalisador adequado para produzir o diaminoálcool desejado que compreende dois grupos amino, cada um que é ligado a um átomo de carbono terciário. Os catalisadores de hidrogenação adequados incluem, sem limitação, níquel de Raney, ou um catalisador com base em platina ou paládio, (por exemplo, platina ou paládio na forma elemental ou como óxidos, com ou sem suportes, por exemplo, carbono). Outros agentes de redução adequados incluem, sem limitação, combinações de metal/ácido, por exemplo, ferro/ácido acético e hidretos de alumínio. Um exemplo de um sistema de catalisador de hidrogenação adequado para o uso de acordo com a presente invenção é gás de hidrogênio em combinação com qualquer um do níquel de Raney, platina ou paládio.The dinitro alcohol intermediate, whether mono- or polyalcohol, is then further reduced under hydrogenation conditions in the presence of a suitable catalyst to produce the desired diaminoalcohol comprising two amino groups, each of which is attached to a tertiary carbon atom. . Suitable hydrogenation catalysts include, without limitation, Raney nickel, or a platinum or palladium-based catalyst (for example, platinum or palladium in elemental form or as oxides, with or without supports, for example, carbon). Other suitable reducing agents include, without limitation, metal / acid combinations, for example iron / acetic acid and aluminum hydrides. An example of a suitable hydrogenation catalyst system for use in accordance with the present invention is hydrogen gas in combination with either Raney nickel, platinum or palladium.
A hidrogenação de dinitro álcool para produzir o diaminoálcool pode ser realizado nas pressões entre 100 e 1000 libras por polegada quadrada ("psi") (6,89 e 68,95 bar) e temperaturas entre 30°C e IOO0C. Um solvente pode ser usado, tal como, sem limitação, tetraidrofurano ou metanol.Hydrogenation of dinitro alcohol to produce diaminoalcohol may be carried out at pressures between 100 and 1000 pounds per square inch ("psi") (6.89 and 68.95 bar) and temperatures between 30 ° C and 100 ° C. A solvent may be used, such as, without limitation, tetrahydrofuran or methanol.
Os compostos de diaminoálcool resultantes fornecem características melhoradas quando usado como dispersantes nas pastas fluidas de minerais, tal como pastas fluidas de argila. Por exemplo, os novos compostos de diaminoálcool da presente invenção são agentes dispersantes efetivos para as pastas fluidas de argila de caulim, particularmente pastas fluidas de argila de caulim. Estes aminoálcoois multifuncionais previamente não conhecidos são VOC baixo e odor baixo, e quando aplicado como agentes dispersantes pelas argilas calcinadas, estes materiais permitem as capacidades dispersivas que deixam os carregamentos sólidos melhorados das pastas fluidas aquosas enquanto a manutenção da fluidez desejável nos níveis sólidos aumentados, sem a aplicação das tecnologias dispersantes adicionais.The resulting diamino alcohol compounds provide improved characteristics when used as dispersants in mineral slurries, such as clay slurries. For example, the novel diamino alcohol compounds of the present invention are effective dispersing agents for kaolin clay slurry, particularly kaolin clay slurry. These previously unknown multifunctional amino alcohols are low VOC and low odor, and when applied as dispersing agents by calcined clays, these materials enable the dispersive capabilities that leave improved solid fillers of aqueous slurries while maintaining desirable flowability at increased solid levels, without the application of additional dispersing technologies.
A argila contendo caulim calcinado é tipicamente obtida pelo aquecimento de uma argila contendo caulim hídrico, em um forno ou aparelho similar. Tipicamente a calcinação total ocorre em temperatura próxima ou maior do que 900°C. A argila contendo caulim pode incluir, sem limitação, qualquer argila de caulim, bruto, processado ou parcialmente processado. Por exemplo, a argila de caulim podem ser uma argila de caulim bruto, total ou parcial. Além disso, a argila bruta pode compreender a argila cinza, ou argila creme e deste modo, a argila bruta pode ser uma combinação de argilas e pode ser uma argila macia ou dura. A argila bruta pode conter uma substância orgânica (isto é, cinza bruto) ou pode substancialmente perder a substância orgânica (isto é, creme, brutos marrom, marrom claro ou vermelho). Outros materiais também podem estar presentes na argila contendo caulim hídrico, tal como uma ou mais de sílica, sílica cristalina, ou qualquer outro material, composto, ou composição observada ou usada no material de corpo de cerâmica.Calcined kaolin-containing clay is typically obtained by heating a water-kaolin-containing clay in an oven or similar apparatus. Typically total calcination occurs at a temperature close to or greater than 900 ° C. Kaolin-containing clay may include, without limitation, any raw, processed or partially processed kaolin clay. For example, kaolin clay may be a total or partial raw kaolin clay. In addition, the raw clay may comprise gray clay, or cream clay, and thus the raw clay may be a combination of clays and may be a soft or hard clay. Crude clay may contain an organic substance (ie raw ash) or may substantially lose the organic substance (ie cream, brown raw, light brown or red). Other materials may also be present in water kaolin-containing clay, such as one or more of silica, crystalline silica, or any other material, compound, or composition observed or used in the ceramic body material.
Adicionalmente, o caulim usado em qualquer um dos métodos obtidos podem ser uma argila fracionada, tendo uma distribuição do tamanho de partícula que foi modificado ou agregado, tal como pelos métodos mecânicos ou pelos métodos alternativos tal como fracionamento química ou agregação, no qual os métodos são bem conhecidos na técnica. A fracionamento pode ser realizada em qualquer etapa desejada no método, tal como antes ou após a calcinação da argila contendo caulim.Additionally, the kaolin used in any of the obtained methods may be a fractionated clay having a particle size distribution that has been modified or aggregated, such as by mechanical methods or by alternative methods such as chemical fractionation or aggregation, in which the methods are well known in the art. Fractionation may be performed at any desired step in the method, such as before or after calcination of the kaolin-containing clay.
Adicionalmente, a argila (ou bruto), caulim ou outra argila, podem ser triturados, por exemplo, deslaminado para modificar sua forma e/ou tamanho de partícula. Os métodos de deslaminação são bem conhecidos na técnica. Adicionalmente, a modificação de um resultante pelo menos caulim parcialmente calcinado pode ser feito, por exemplo, pela trituração. Os procedimentos de trituração são bem conhecidos na técnica e podem incluir, por exemplo, trituração química ou trituração por atrito.Additionally, clay (or crude), kaolin or other clay may be ground, for example, delaminated to modify its particle shape and / or size. Delamination methods are well known in the art. Additionally, modification of a resultant at least partially calcined kaolin can be made, for example, by grinding. Grinding procedures are well known in the art and may include, for example, chemical grinding or friction grinding.
De acordo com uma forma de realização da presente invenção, o pigmento de argila calcinado, em sua forma, pode ser a superfície tratada pela adição de até 2 % em peso dos compostos de diaminoálcool, com base no peso total de um pigmento de argila, em uma operação de mistura mecânica simples. Alternativamente, o pigmento de argila calcinado seco pode ser a superfície tratada por qualquer um dos meios geralmente conhecidos ou desenvolvidos pelas pessoas de habilidade comum na técnica (por exemplo, secagem por pulverização, mistura, etc.). A argila calcinada tratada é então adicionada a água sob agitação para formar uma pasta fluida, que pode então ser usada em qualquer número de aplicações incluindo mas não limitado aos revestimentos e formulações de tinta, formação de tampa de fusão, enchedores de papel e aditivos plásticos.According to one embodiment of the present invention, the calcined clay pigment in its form may be the surface treated by the addition of up to 2% by weight of the diamino alcohol compounds based on the total weight of a clay pigment. in a simple mechanical mixing operation. Alternatively, the dry calcined clay pigment may be the surface treated by any means generally known or developed by those of ordinary skill in the art (e.g. spray drying, blending, etc.). The treated calcined clay is then added to stirring water to form a slurry, which can then be used in any number of applications including but not limited to coatings and paint formulations, melting cap forming, paper fillers and plastic additives. .
Uma pasta fluida mineral de acordo com uma forma de realização da presente invenção compreende (a) 40 a 55 % em peso de água; (b) 45 a 58 % em peso de um material de argila particulado sólido e (c) até 2A mineral slurry according to one embodiment of the present invention comprises (a) 40 to 55% by weight of water; (b) 45 to 58% by weight of a solid particulate clay material and (c) up to 2
% em peso de um composto de diamino-álcool tendo a fórmula:% by weight of a diamino alcohol compound having the formula:
R4 R3 R R1R4 R3 R R1
H2NH2N
R2 OHR2 OH
em que R é independentemente hidrogênio, alquila, arila, ou CH2OH; R1 é independentemente hidrogênio, alquila, ou -CH2OH; alternativamente, ReRi pode ser ligado junto para formar um cicloalquila; R2 é independentemente hidrogênio, metila, alquila, fenila ou fenila substituída; R3 é independentemente hidrogênio, alquila, fenila ou fenila substituída, ou - CH2OH; R4 é independentemente hidrogênio, alquila, ou -CH2OH e alternativamente, R3 e R4 pode ser ligado junto para formar um cicloalquila;wherein R is independently hydrogen, alkyl, aryl, or CH 2 OH; R 1 is independently hydrogen, alkyl, or -CH 2 OH; alternatively, Re R 1 may be attached together to form a cycloalkyl; R 2 is independently hydrogen, methyl, alkyl, phenyl or substituted phenyl; R 3 is independently hydrogen, alkyl, phenyl or substituted phenyl, or -CH 2 OH; R 4 is independently hydrogen, alkyl, or -CH 2 OH and alternatively, R 3 and R 4 may be bonded together to form a cycloalkyl;
em que todas as porcentagens em peso são fundamentadas no peso total da pasta fluida mineral.wherein all weight percentages are based on the total weight of the mineral slurry.
O material particulado sólido pode compreender argila, tal como, sem limitação, argila de caulim, bruta ou não calcinada, colorida ou não.The solid particulate material may comprise clay such as, without limitation, kaolin clay, raw or uncalcised, colored or not.
Em outra forma de realização da presente invenção é um método para preparar uma pasta fluida mineral tendo maior do que 50 % em peso conteúdos de sólidos, com base no peso total da pasta fluida mineral que compreende a combinação (a) 40 a 55 % em peso de água; (b) 45 a 58 % em peso de um material de argila de particulado sólido e (c) até 2 % em peso do composto diaminoálcool novo descrito acima.In another embodiment of the present invention is a method for preparing a mineral slurry having greater than 50 wt% solids content based on the total weight of the mineral slurry comprising the combination (a) 40 to 55 wt%. water weight; (b) 45 to 58% by weight of a solid particulate clay material and (c) up to 2% by weight of the novel diamino alcohol compound described above.
EXEMPLOSEXAMPLES
Exemplo 1Example 1
Síntese de 2,5,6-trimetil-2,6-dinitroeptan-3-ol (intermediário de dinitro álcool) NO2Synthesis of 2,5,6-trimethyl-2,6-dinitroeptan-3-ol (dinitro alcohol intermediate) NO2
HH
Um frasco de fundo redondo de 3 bocas equipado com uma barra de agitação, termoligação, funil de gotejamento coberto com entrada de nitrogênio e o condensador foi carregado com 2-nitropropano ("2-NP") (50 g, 0,56 mols, 5,0 equivalentes) e quantidade catalítica de DBU. A solução amarela foi misturada sob nitrogênio por cerca de trinta minutos. Para esta mistura foi adicionado crotonaldeído (7,9 g, 9,2 mL, 0,112 mols, 1,0 equivalente) às gotas em um período de vinte minutos. A adição de crotonaldeído foi feito em três condições diferentes, como seguem e todos destes produziram os mesmos resultados.A 3-neck round-bottom flask equipped with a stir bar, thermolink, nitrogen inlet drip funnel and the condenser was charged with 2-nitropropane ("2-NP") (50 g, 0.56 moles, 5.0 equivalents) and catalytic amount of DBU. The yellow solution was mixed under nitrogen for about thirty minutes. To this mixture was added crotonaldehyde (7.9 g, 9.2 mL, 0.112 mol, 1.0 equivalent) to the drops over a period of twenty minutes. The addition of crotonaldehyde was done under three different conditions as follows and all of these produced the same results.
Condições:Conditions:
(a). Adicionar crotonaldeído à mistura 2-NP/DBU que está a - 3O0C e aquecida em temperatura ambiente.(The). Add crotonaldehyde to the 2-NP / DBU mixture which is at -30 ° C and warmed to room temperature.
(b). Adicionar crotonaldeído à mistura 2-NP/DBU que está a 20°C e aquecido em temperatura ambiente.(B). Add crotonaldehyde to the 2-NP / DBU mixture which is at 20 ° C and warmed to room temperature.
(c). Adicionar crotonaldeído à mistura 2-NP/DBU que está em temperatura ambiente.(ç). Add crotonaldehyde to the 2-NP / DBU mixture that is at room temperature.
Em cada caso, após adição completa, a reação foi agitada por aproximadamente 5 a 6 horas em temperatura ambiente. Durante este período, sólido branco retirado da solução. Neste ponto, análise GC mostrou a ausência de qualquer crotonaldeído na mistura de reação. Após deixar a mistura de reação agitar durante a noite em temperatura ambiente e sob nitrogênio, o sólido branco foi filtrado à vácuo a partir da solução e o sólido lavado em toda parte com água. O sólido foi secado em ar, seguido pela secagem à vácuo, a 45°C. O rendimento total do álcool nitro desejado foi 72 % (27,8 g). O teste de ressonância magnética nuclear ("RMN") e cromatografia líquida (LC) mostrou que o produto foi >99% puro.In each case, after complete addition, the reaction was stirred for approximately 5 to 6 hours at room temperature. During this period, white solid removed from solution. At this point, GC analysis showed the absence of any crotonaldehyde in the reaction mixture. After allowing the reaction mixture to stir overnight at room temperature and under nitrogen, the white solid was vacuum filtered from the solution and the solid washed everywhere with water. The solid was dried in air followed by vacuum drying at 45 ° C. The total yield of the desired nitro alcohol was 72% (27.8 g). Nuclear magnetic resonance ("NMR") and liquid chromatography (LC) testing showed that the product was> 99% pure.
13C RMN (CDCl3): δ 14,1, 20,7, 22,5, 23,1, 23,6, 33,5, 37,9, 73,1, 91,8 e 92,1 ppm.13 C NMR (CDCl 3): δ 14.1, 20.7, 22.5, 23.1, 23.6, 33.5, 37.9, 73.1, 91.8 and 92.1 ppm.
Síntese de 2,6-diamino-2,5,6-trimetileptan-3-ol (diaminoálcool)Synthesis of 2,6-diamino-2,5,6-trimethylteptan-3-ol (diaminoalcohol)
g do álcool nitro acima foi dissolvido em 200 mL de metanol e hidrogenado sob autoclave a 60°C usando 14,2 g de RaNi 3111 como um catalisador e na pressão 600 psi. Após o trabalho que inclui ag of the above nitro alcohol was dissolved in 200 mL of methanol and autoclaved at 60 ° C using 14.2 g of RaNi 3111 as a catalyst and at 600 psi pressure. After work that includes the
NH filtração do catalisador e remoção de metanol, aproximadamente Ilg (59 % de rendimento) do líquido incolor/verde claro viscoso inferior foi obtido. RMN e análise de espectroscopia de massa da cromatografia gasosa ("GC- MS") confirmou a presença do álcool amino desejado. A espectroscopia de massa de ionização química (Cl-MS) mostrou [M+H] 189 e GC mostrou que a pureza do material a ser 94 %. O ponto de ebulição do material foi aproximadamente 1250C a 135°C a 5,1 torr. O VOC do material, como determinado pelo método EPA 24 modificado, é 40 %. O pKa das aminas foi 10,12.Catalyst filtration and methanol removal, approximately Ilg (59% yield) of the lower viscous colorless / light green liquid was obtained. NMR and gas chromatography mass spectroscopy ("GC-MS") analysis confirmed the presence of the desired amino alcohol. Chemical ionization mass spectroscopy (Cl-MS) showed [M + H] 189 and GC showed the purity of the material to be 94%. The boiling point of the material was approximately 1250 ° C at 135 ° C at 5.1 torr. The VOC of the material as determined by the modified EPA 24 method is 40%. The pKa of amines was 10.12.
13C RMN (CDCl3): δ 16,8, 25,2, 27,9, 30,8, 34,7, 42,2, 51,8, 52,8 e 77,3 ppm.13 C NMR (CDCl 3): δ 16.8, 25.2, 27.9, 30.8, 34.7, 42.2, 51.8, 52.8 and 77.3 ppm.
Exemplo 2Example 2
Síntese de 6-metil-3,7-dinitrononan-4-ol (intermediário de dinitro álcool)Synthesis of 6-methyl-3,7-dinitrononan-4-ol (dinitro alcohol intermediate)
^/NO2 Jo* f>*^ / NO2 Jo * f> *
....................................u \ Ύί.................................... u \ Ύί
H * CH3 OH IH * CH3 OH I
Um frasco de fundo redondo de 3 bocas equipado com uma barra de agitação, termoligação, funil de gotejamento coberto com entrada de nitrogênio e o condensador foi carregado com 2-Nitropropano (50 g, 0,56 mols, 5,0 equivalentes) e quantidade catalítica de DBU. A solução amarela profunda foi misturada sob nitrogênio por cerca de trinta minutos. Para esta mistura foi adicionado crotonaldeído (7,9 g, 9,2 mL, 0,112 mols, 1,0 equivalente) às gotas em um período de vinte minutos. A adição de crotonaldeído neste caso foi feito em temperatura ambiente e durante a adição, exotermia de cerca de 12°C a 15°C foi observado. Após adição completa, a reação foi agitada em temperatura ambiente por 6 horas. Neste período, a análise GC mostrou a ausência de crotonaldeído a partir da mistura. A reação foi deixada agitar em temperatura ambiente durante a noite e a análise de cromatografia líquida de desempenho alto (HPLC) mostrou a presença de apenas dois picos que correspondem ao I-NP no qual está em excesso e o produto desejado (aduto ICA + 2NP). Excesso I-NP foi removido pela destilação à vácuo e o líquido viscoso laranja resultante foi submetido a hidrogenação. Este material foi de cerca de 37,2 g de peso total entretanto ainda tem algum I-NP remanescente.A 3-neck round bottom flask equipped with a stir bar, thermolink, nitrogen inlet drip funnel and the condenser was charged with 2-Nitropropane (50 g, 0.56 mol, 5.0 equivalents) and quantity catalytic analysis of DBU. The deep yellow solution was mixed under nitrogen for about thirty minutes. To this mixture was added crotonaldehyde (7.9 g, 9.2 mL, 0.112 mol, 1.0 equivalent) to the drops over a period of twenty minutes. The addition of crotonaldehyde in this case was done at room temperature and during the addition, exotherm of about 12 ° C to 15 ° C was observed. After complete addition, the reaction was stirred at room temperature for 6 hours. In this period, GC analysis showed the absence of crotonaldehyde from the mixture. The reaction was allowed to stir at room temperature overnight and high performance liquid chromatography (HPLC) analysis showed only two peaks corresponding to the excess I-NP and desired product (ICA + 2NP adduct). ). Excess I-NP was removed by vacuum distillation and the resulting orange viscous liquid was subjected to hydrogenation. This material was about 37.2 g total weight however it still has some remaining I-NP.
Síntese de 3,7-diamino-6-metilnonan-4-ol (intermediário de diaminoálcool) NO2Synthesis of 3,7-diamino-6-methylnonan-4-ol (diaminoalcohol intermediate) NO2
H2, níquel de RaneyH2, Raney Nickel
CH3 OH ' 1 CH3 OHCH3 OH '1 CH3 OH
37,2 g do álcool nitro acima foi dissolvido em 50 mL de metanol e hidrogenado sob hidrogênio na autoclave a 60°C, usando 14,3 g de RaNi 3111 como um catalisador e na pressão 600 psi. Após o trabalho que inclui a filtração do catalisador e remoção de metanol, aproximadamente 18g (64 % de rendimento) do líquido amarelo viscoso inferior foi obtido. Análise GC-MS confirmou a presença do álcool amino desejado. Cl-MS mostrou [M+H] = 189 e GC mostrou que a pureza do material a ser 50 %. Os restantes foram os materiais de ebulição inferiores. O pKa das aminas foi 9,85. Exemplo 337.2 g of the above nitro alcohol was dissolved in 50 mL of methanol and hydrogenated under hydrogen in the autoclave at 60 ° C, using 14.3 g of RaNi 3111 as a catalyst and at 600 psi pressure. After work including catalyst filtration and methanol removal, approximately 18g (64% yield) of the lower viscous yellow liquid was obtained. GC-MS analysis confirmed the presence of the desired amino alcohol. Cl-MS showed [M + H] = 189 and GC showed the purity of the material to be 50%. The remaining were the lower boiling materials. The pKa of amines was 9.85. Example 3
Síntese de 2,6-dimetil-2,6-dinitro-5-fenileptan-3-ol (intermediário de dinitro álcool)Synthesis of 2,6-dimethyl-2,6-dinitro-5-phenyleptan-3-ol (dinitro alcohol intermediate)
MO5MO5
Um frasco de fundo redondo de 3 bocas equipado com uma barra de agitação, termoligação, funil de gotejamento coberto com entrada de nitrogênio e o condensador foi carregado com 2-Nitropropano (101,1 g, 1,14 mols, 6,0 equivalentes) e quantidade catalítica de DBU. A solução amarela foi misturada sob nitrogênio por cerca de vinte minutos. Para esta mistura foi adicionado trans-cinamaldeído (25,0 g, 0,19 mols, 1,0 equivalente) às gotas em um período de vinte minutos. Durante a adição de trans-cinamaldeído a nitro parafina, um exotermia de aproximadamente 22°C foi observado. Após adição completa, a mistura de reação foi aquecida a 50°C por 4 horas. Após o período de aquecimento, a mistura foi deixada esfriar levemente em temperatura ambiente. Quando a temperatura de mistura de reação atingiu 36,8°C, a sólido amarelo claro retirado da solução. O sólido foi filtrado através de um funil Buchner e lavado em toda parte com pentano e éter. O pó branco foi deixado secar sob vácuo por 1 hora. O rendimento total do álcool nitro desejado foi 62 % (36 g). RMN mostrou que o produto foi > 99 % puro. 1H RMN (CDCl3): δ 1,45-2,27 (m, 15H), 3,52-3,54 (m, 1H), 3,67-3,74 (m, 1H), 7,17-7,34 (m, 5H), 13CRMN (CDCl3): δ 20,8, 22,4, 23,2, 25,8, 31,3, 50,3, 72,9, 91,5, 91,6, 128,1, 128,7, 129,4, 136,6 ppm.A 3-neck round bottom flask equipped with a stir bar, thermolink, nitrogen inlet drip funnel and the condenser was charged with 2-Nitropropane (101.1 g, 1.14 mol, 6.0 equivalents) and catalytic amount of DBU. The yellow solution was mixed under nitrogen for about twenty minutes. To this mixture was added trans-cinnamaldehyde (25.0 g, 0.19 mol, 1.0 equivalent) over a period of twenty minutes. During the addition of trans-cinnamaldehyde to nitro paraffin, an exotherm of approximately 22 ° C was observed. After complete addition, the reaction mixture was heated at 50 ° C for 4 hours. After the heating period, the mixture was allowed to cool slightly at room temperature. When the reaction mixture temperature reached 36.8 ° C, the light yellow solid was removed from the solution. The solid was filtered through a Buchner funnel and washed everywhere with pentane and ether. The white powder was allowed to dry under vacuum for 1 hour. The total yield of the desired nitro alcohol was 62% (36 g). NMR showed that the product was> 99% pure. 1H NMR (CDCl3): δ 1.45-2.27 (m, 15H), 3.52-3.54 (m, 1H), 3.67-3.74 (m, 1H), 7.17- 7.34 (m, 5H), 13CRMN (CDCl 3): δ 20.8, 22.4, 23.2, 25.8, 31.3, 50.3, 72.9, 91.5, 91.6 , 128.1, 128.7, 129.4, 136.6 ppm.
Síntese de 2,6-diamino-2,6-dimetil-5-fenileptan-3-ol (diaminoálcool)Synthesis of 2,6-diamino-2,6-dimethyl-5-phenylptan-3-ol (diaminoalcohol)
RaNi1HgRaNi1Hg
NOpNOp
50 g do álcool nitro acima foi dissolvido em 300 mL de metanol e hidrogenado na autoclave a 60°C usando 24,3 g de RaNi 3111 como um catalisador e na pressão 600 psi. Após o trabalho que inclui a filtração do catalisador e remoção de metanol, aproximadamente 40 g (68 % de rendimento) do líquido incolor/amarelo claro viscoso alto foi obtido. RMN e Análise GC-MS confirmou a presença do álcool amino desejado. Cl-MS mostrou [M+H] = 251 e GC mostrou que a pureza do material a ser 78 % reto a partir da autoclave. O restante do material visto ser monoaduto obtido da reversão da reação de Henry. A mistura foi purificada pela destilação à vácuo aproximadamente 96,2 % de pureza do material desejado foi obtido. O ponto de ebulição do material foi aproximadamente 150°C a 160°C a 5,0 torr. O pKa das aminas foi 9,65. O VOC do material, como determinado pelo método EPA 24 modificado, é 4,4 %. 1H RMN (CDCl3): δ 0,91 a 0,99 (m, 12H), 1,67- 1,81 (m, 3H), 2,71-2,76 (m, 2H), 7,08-7,23 (m, 5H), 13C RMN (CDCl3): δ 24,6, 27,9, 28,3, 29,8, 31,6, 51,8, 52,6, 54,2, 75,9, 126,3, 127,8, 129,4, 142,0 ppm.50 g of the above nitro alcohol was dissolved in 300 ml of methanol and hydrogenated in the autoclave at 60 ° C using 24.3 g of RaNi 3111 as a catalyst and at 600 psi pressure. After work including catalyst filtration and methanol removal, approximately 40 g (68% yield) of the high viscous colorless / light yellow liquid was obtained. NMR and GC-MS Analysis confirmed the presence of the desired amino alcohol. Cl-MS showed [M + H] = 251 and GC showed the purity of the material to be 78% straight from the autoclave. The rest of the material is seen as a monoaduct obtained from Henry's reaction reversal. The mixture was purified by vacuum distillation. Approximately 96.2% purity of the desired material was obtained. The boiling point of the material was approximately 150 ° C to 160 ° C to 5.0 torr. The pKa of amines was 9.65. The VOC of the material as determined by the modified EPA 24 method is 4.4%. 1H NMR (CDCl3): δ 0.91 to 0.99 (m, 12H), 1.67-1.81 (m, 3H), 2.71-2.76 (m, 2H), 7.08- 7.23 (m, 5H), 13 C NMR (CDCl 3): δ 24.6, 27.9, 28.3, 29.8, 31.6, 51.8, 52.6, 54.2, 75, 9, 126.3, 127.8, 129.4, 142.0 ppm.
Teor orgânico volátil (VOC). VOC é medido seguindo o método EPA 24 modificado. O VOC foi medido apenas pela amina limpa e o sistema totalmente não formulado. Os aminas são pesados em um cadinho e mantido em um forno por 1 hora a 105 a 110°C. A perda de peso percentual é relacionada como o VOC, corrigido pelo teor de água em uma amostra que pode ser medida pela titulação Karl Fisher.Volatile Organic Content (VOC). VOC is measured following the modified EPA 24 method. The VOC was measured only by the clean amine and the totally unformulated system. The amines are weighed in a crucible and kept in an oven for 1 hour at 105 to 110 ° C. Percent weight loss is related to VOC, corrected for water content in a sample that can be measured by Karl Fisher titration.
Exemplo 4Example 4
Pasta fluida mineralMineral fluid paste
2,6-diamino-2,5,6-trimetileptan-3-ol preparados nos Exemplo 1 foi usado como um estabilizador de reologia por uma suspensão de caulim aquosa como seguem. Uma pasta fluida de controle de caulim foi preparado pela primeira mistura de água com Dispex N40V (dispersante de poliacrilato comercialmente disponível da Allied Colloids) em um recipiente com um agitador pela mistura. Para esta mistura, o pigmento caulim não tratado secado foi adicionado sob agitação a um sólido adequado e nível de fluidez típico de pastas fluidas de argilas calcinadas como referenciadas como o controle na tabela abaixo. As pastas fluidas de teste foram preparadas pela utilização do pigmento de caulim seco que foi primeiro tratado pela mistura simples do pigmento em um recipiente com o diaminoálcool. Esta operação consiste da mistura do caulim com diaminoálcool em um recipiente que foi coberto e colocado em um moinho de rolos por 8 horas para permitir o diaminoálcool para tratar adequadamente a superfície de caulim. A argila calcinada tratada foi então adicionada incrementalmente a um recipiente contendo água com agitação. Os valores de viscosidade foram registrados a 1 % das dosagens incrementais de caulim acima de 50 % dos carregamentos sólidos. Os dados mostram que um mínimo de 2 % de aumento nos sólidos é obtido enquanto mantendo a fluidez da pasta fluida na viscosidade comparável.2,6-Diamino-2,5,6-trimethylethylptan-3-ol prepared in Example 1 was used as a rheology stabilizer by an aqueous kaolin suspension as follows. A kaolin control slurry was prepared by first mixing water with Dispex N40V (commercially available polyacrylate dispersant from Allied Colloids) in a mixing shaker container. For this mixture, the dried untreated kaolin pigment was added under stirring to a suitable solid and melt level typical of calcined clay slurry as referenced as the control in the table below. The test slurries were prepared using dry kaolin pigment which was first treated by simply mixing the pigment in a container with the diamino alcohol. This operation consists of mixing the kaolin with diamino alcohol in a container that was covered and placed in a roller mill for 8 hours to allow the diamino alcohol to properly treat the kaolin surface. The treated calcined clay was then incrementally added to a container containing stirring water. Viscosity values were recorded at 1% of incremental kaolin dosages above 50% of solid loads. The data show that a minimum of 2% increase in solids is obtained while maintaining the fluidity of the slurry at comparable viscosity.
Tabela - Desempenho de CROT-AMP-NH2 na argila de caulim calcinadoTable - Performance of CROT-AMP-NH2 in calcined kaolin clay
Sólidos de argila (% em peso) Viscosidade cP, 100 rpm Controle (Dispex N40V apenas) Tratado por Diamina (sem Dispex N40V) Teste 50,0 41 36 dilatador versus controle — levemente menor 51,0 46 40 52,0 54 44 53,0 58 50 54,0 64 55Clay solids (% by weight) Viscosity cP, 100 rpm Control (Dispex N40V only) Treated by Diamine (without Dispex N40V) Test 50.0 41 36 dilator versus control - slightly lower 51.0 46 40 52.0 54 44 53 .0 58 50 54.0 64 55
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Applications Claiming Priority (2)
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| US28463609P | 2009-12-22 | 2009-12-22 | |
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